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河口盆地非线性地震效应及设计地震动参数

陈国兴  金丹丹  朱姣  李小军  
【摘要】:针对基岩明显起伏、土层非均匀分布的典型河口盆地场地,考虑土体非线性特征,采用黏弹性人工边界模拟无限域对地震波动的影响,建立大尺度精细化二维有限元模型,分析了盆地地表地震动幅值、频谱、持时、传递函数特征,探讨了基岩起伏土层的地震动聚集效应及盆地边缘效应。结果表明:(1)盆地近地表土层表现出不同程度的地震动放大效应,且随土层深度增加呈非单调递减特征,基岩突变处地震动聚集效应明显,盆地两侧产生较为显著的边缘效应;场地中、长周期地震动的放大作用显著;(2)多遇地震、偶遇地震和罕遇地震水平时,场地卓越周期依次介于0.35~0.65 s、0.40~0.75 s和0.50~1.05 s之间;给出了盆地地表PGA(地表峰值加速度)、卓越周期均值等值线图及地表加速度反应谱放大因子建议值,地表设计地震动参数amax(地震影响系数)与Tg(特征周期)明显大于现行《建筑抗震设计规范》取值;(3)盆地特殊位置地表地震动持时得到不同幅度增长,且与输入地震动特性相关;(4)该盆地对0.5~2.0 Hz频段基岩地震动的放大效应比较显著,对小于0.2 Hz或大于2.5 Hz的基岩地震动,该盆地地震动放大效应不明显;(5)福州城区及其邻近区域地震动放大效应普遍较大。大尺度二维非线性分析一定程度上能合理反映微地形起伏、土层分布及土体非线性对地震波传播过程的影响。

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